(57)【要約】【課題】ＤＭＳＯを完全に分解するのではなく、再利用するために排水中から回収し、且つ有機物含有排水を処理すること。【解決手段】本発明のＤＭＳＯ含有排水処理装置は、嫌気性処理槽で排水中のＤＭＳＯをＤＭＳに分解した後にＤＭＳを気化させ、回収することにより、ＤＭＳＯ合成原料としてＤＭＳの再利用を可能にし、ＤＭＳの分解による臭気性ガスの発生を抑制する。嫌気的生物処理後の有機物含有排水は、好気性処理槽においてＤＭＳＯ以外の有機物を処理する。【選択図】図２
2010017671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水を嫌気的生物処理することによって、ジメチルスルホキシド以外の前記有機物を分解し且つ硫化メチルを生成し、
生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離し、
前記硫化メチルが分離された前記有機物含有排水を好気的生物処理し、
前記好気的生物処理された前記有機物含有排水を固液分離処理し、
前記固液分離処理された汚泥の少なくとも一部を、前記嫌気的生物処理工程及び前記好気的生物処理工程に返送することを特徴とするジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理方法。
【請求項２】
ジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水にジメチルスルホキシド以外の有機物を混合し、
前記有機物含有排水を嫌気的生物処理することによって、ジメチルスルホキシド以外の前記有機物を分解し且つ硫化メチルを生成し、
生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離し、
前記硫化メチルが分離された前記有機物含有排水を好気的生物処理し、
前記好気的生物処理された前記有機物含有排水を固液分離処理し、
前記固液分離処理された汚泥の少なくとも一部を、前記嫌気的生物処理工程及び前記好気的生物処理工程に返送することを特徴とするジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理方法。
【請求項３】
前記有機物含有排水に酸素を含まないガスを散気し、生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離することを特徴とする請求項１又は２に記載のジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理方法。
【請求項４】
生成した前記硫化メチルを含む前記有機物含有排水を散水し、且つ酸素を含まないガスを上向流で散気することによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離することを特徴とする請求項１又は２に記載のジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理方法。
【請求項５】
前記有機物含有排水から分離された前記硫化メチルを回収することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載のジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理方法。
【請求項６】
硝酸で処理された多孔性シリカ又は活性炭を含む吸着剤によって、前記有機物含有排水から分離された前記硫化メチルを回収することを特徴とする請求項５に記載のジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理方法。
【請求項７】
ジメチルスルホキシド又はパラフィン系炭化水素を前記硫化メチルが吸着した前記吸着剤に接触させることにより硫化メチル含有溶液を得ることを特徴とする請求項６に記載のジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理方法。
【請求項８】
ジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水を嫌気的生物処理することによって、ジメチルスルホキシド以外の前記有機物を分解し且つ硫化メチルを生成し、生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離する第１の槽と、
前記硫化メチルが分離された前記有機物含有排水を好気的生物処理する第２の槽と、
前記好気的生物処理された前記有機物含有排水を固液分離処理する第３の槽と、
前記固液分離処理された汚泥の少なくとも一部を、前記第１の槽及び前記第２の槽に返送する機構と、
を備えることを特徴とするジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理装置。
【請求項９】
ジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水を嫌気的生物処理することによって、ジメチルスルホキシド以外の前記有機物を分解し且つ硫化メチルを生成する第１の槽と、
生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離する第４の槽と、
前記硫化メチルが分離された前記有機物含有排水を好気的生物処理する第２の槽と、
前記好気的生物処理された前記有機物含有排水を固液分離処理する第３の槽と、
前記固液分離処理された汚泥の少なくとも一部を、前記第１の槽及び前記第２の槽に返送する機構と、
を備えることを特徴とするジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理装置。
【請求項１０】
ジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水にジメチルスルホキシド以外の有機物を混合し、
前記有機物含有排水を嫌気的生物処理することによって、ジメチルスルホキシド以外の前記有機物を分解し且つ硫化メチルを生成し、生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離する第１の槽と、
前記硫化メチルが分離された前記有機物含有排水を好気的生物処理する第２の槽と、
前記好気的生物処理された前記有機物含有排水を固液分離処理する第３の槽と、
前記固液分離処理された汚泥の少なくとも一部を、前記第１の槽及び前記第２の槽に返送する機構と、
を備えることを特徴とするジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理装置。
【請求項１１】
ジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水にジメチルスルホキシド以外の有機物を混合し、
前記有機物含有排水を嫌気的生物処理することによって、ジメチルスルホキシド以外の前記有機物を分解し且つ硫化メチルを生成する第１の槽と、
生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離する第４の槽と、
前記硫化メチルが分離された前記有機物含有排水を好気的生物処理する第２の槽と、
前記好気的生物処理された前記有機物含有排水を固液分離処理する第３の槽と、
前記固液分離処理された汚泥の少なくとも一部を、前記第１の槽及び前記第２の槽に返送する機構と、
を備えることを特徴とするジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理装置。
【請求項１２】
前記有機物含有排水に酸素を含まないガスを散気し、生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離することを特徴とする請求項８乃至１１の何れか一に記載のジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理装置。
【請求項１３】
生成した前記硫化メチルを含む前記有機物含有排水を散水し、且つ酸素を含まないガスを上向流で散気することによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離することを特徴とする請求項８乃至１１の何れか一に記載のジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理装置。
【請求項１４】
前記有機物含有排水から分離された前記硫化メチルを回収する回収装置を備えることを特徴とする請求項８乃至１３の何れか一に記載のジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理装置。
【請求項１５】
硝酸で処理された多孔性シリカ又は活性炭を含む吸着剤によって、前記有機物含有排水から分離された前記硫化メチルを回収する吸着装置を備えることを特徴とする請求項１４に記載のジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を含む排水を効率的に処理する装置に関する。特に硫化メチル（ＤＭＳ）を気相に分離し、回収する工程を有する排水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体や液晶パネルの製造における剥離、洗浄工程において、多量のＤＭＳＯが使用され、これらの製造工場においては、多量のＤＭＳＯ含有排水が処理されている。また、半導体や液晶パネルの製造量の増加に伴い、ＤＭＳＯ含有排水量も年々増加している。
【０００３】
前記のＤＭＳＯ含有排水の処理は、馴養した細菌を用いた生物処理により実施可能であり、活性汚泥法が広く用いられている。
【０００４】
図１は、ＤＭＳＯの生分解経路を示した図である。排水処理過程においては、図１に示す反応経路により、まずＤＭＳＯをＤＭＳに還元し、その後、酸化することにより、硫酸イオンや炭酸ガスにまで分解することができる。
【０００５】
図１の反応経路を利用した従来の排水処理方法では、ＤＭＳＯから生成したＤＭＳを速やかに硫酸イオンにまで分解するために、好気性生物処理槽を十分な好気的条件下に維持する必要がある。しかし、好気性生物処理槽を高度な好気的条件下に維持することは難しく、ＤＭＳ分解中間物であるメチルメルカプタン（ＭＭ）や硫化水素などの臭気性ガスが発生するという問題があった。このため、ＤＭＳを含む排水の好気的生物処理では、ＤＭＳを含まない排水の好気的生物処理に比べ、より大きな曝気エネルギーが必要であり、多量の余剰汚泥が発生するという問題もあった。
【０００６】
これらの問題を解決すべく様々な工夫がなされ、例えば、ＤＭＳＯの分解効率の向上を図った特許文献１の処理方法や、生物処理手段と、化学的または物理的な処理手段とを併用した特許文献２の処理方法が報告されている。
【０００７】
上述のとおり、従来のＤＭＳＯ含有排水の処理においては、ＤＭＳＯを分解処理することを目的としてきた。一方で、近年の半導体や液晶パネルの大幅な需要拡大は、今後の大幅なＤＭＳＯの需要拡大を予見させるものであり、排水中のＤＭＳＯを回収し、再利用する必要性が今後高まることを予想させるものである。
【０００８】
【特許文献１】特許第３２７１３２２号公報
【特許文献２】特開２０００−２５４６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はＤＭＳＯを完全に分解するのではなく、再利用するために排水中から回収し、且つ有機物含有排水を処理することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態によると、ジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水を嫌気的生物処理することによって、ジメチルスルホキシド以外の前記有機物を分解し且つ硫化メチルを生成し、生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離し、前記硫化メチルが分離された前記有機物含有排水を好気的生物処理し、前記好気的生物処理された前記有機物含有排水を固液分離処理し、前記固液分離処理された汚泥の少なくとも一部を、前記嫌気的生物処理工程及び前記好気的生物処理工程に返送することを特徴とするジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の一実施形態によると、ジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水にジメチルスルホキシド以外の有機物を混合し、前記有機物含有排水を嫌気的生物処理することによって、ジメチルスルホキシド以外の前記有機物を分解し且つ硫化メチルを生成し、生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離し、前記硫化メチルが分離された前記有機物含有排水を好気的生物処理し、前記好気的生物処理された前記有機物含有排水を固液分離処理し、前記固液分離処理された汚泥の少なくとも一部を、前記嫌気的生物処理工程及び前記好気的生物処理工程に返送することを特徴とするジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理方法が提供される。
【００１２】
また、前記有機物含有排水に酸素を含まないガスを散気し、生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離するようにしてもよい。
【００１３】
また、生成した前記硫化メチルを含む前記有機物含有排水を散水し、且つ酸素を含まないガスを上向流で散気することによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離してもよい。
【００１４】
また、前記有機物含有排水から分離された前記硫化メチルを回収する。
【００１５】
また、硝酸で処理された多孔性シリカ又は活性炭を含む吸着剤によって、前記有機物含有排水から分離された前記硫化メチルを回収してもよい。
【００１６】
また、ジメチルスルホキシド又はパラフィン系炭化水素を前記硫化メチルが吸着した前記吸着剤に接触させることにより硫化メチル含有溶液を得ることもできる。
【００１７】
また、本発明の一実施形態によると、ジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水を嫌気的生物処理することによって、ジメチルスルホキシド以外の前記有機物を分解し且つ硫化メチルを生成し、生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離する第１の槽と、前記硫化メチルが分離された前記有機物含有排水を好気的生物処理する第２の槽と、前記好気的生物処理された前記有機物含有排水を固液分離処理する第３の槽と、前記固液分離処理された汚泥の少なくとも一部を、前記第１の槽及び前記第２の槽に返送する機構と、を備えることを特徴とするジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理装置が提供される。
【００１８】
また、本発明の一実施形態によると、ジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水を嫌気的生物処理することによって、ジメチルスルホキシド以外の前記有機物を分解し且つ硫化メチルを生成する第１の槽と、生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離する第４の槽と、前記硫化メチルが分離された前記有機物含有排水を好気的生物処理する第２の槽と、前記好気的生物処理された前記有機物含有排水を固液分離処理する第３の槽と、前記固液分離処理された汚泥の少なくとも一部を、前記第１の槽及び前記第２の槽に返送する機構と、を備えることを特徴とするジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理装置が提供される。
【００１９】
また、本発明の一実施形態によると、ジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水にジメチルスルホキシド以外の有機物を混合し、前記有機物含有排水を嫌気的生物処理することによって、ジメチルスルホキシド以外の前記有機物を分解し且つ硫化メチルを生成し、生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離する第１の槽と、前記硫化メチルが分離された前記有機物含有排水を好気的生物処理する第２の槽と、前記好気的生物処理された前記有機物含有排水を固液分離処理する第３の槽と、前記固液分離処理された汚泥の少なくとも一部を、前記第１の槽及び前記第２の槽に返送する機構と、を備えることを特徴とするジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理装置が提供される。
【００２０】
また、本発明の一実施形態によると、ジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水にジメチルスルホキシド以外の有機物を混合する第１の槽と、生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離する第４の槽と、前記硫化メチルが分離された前記有機物含有排水を好気的生物処理する第２の槽と、前記好気的生物処理された前記有機物含有排水を固液分離処理する第３の槽と、前記固液分離処理された汚泥の少なくとも一部を、前記第１の槽及び前記第２の槽に返送する機構と、を備えることを特徴とするジメチルスルホキシドを含む有機物含有排水の処理装置が提供される。
【００２１】
また、前記有機物含有排水に酸素を含まないガスを散気し、生成した前記硫化メチルを気化させることによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離してもよい。
【００２２】
また、生成した前記硫化メチルを含む前記有機物含有排水を散水し、且つ酸素を含まないガスを上向流で散気することによって、前記硫化メチルを前記有機物含有排水から分離してもよい。
【００２３】
また、前記有機物含有排水から分離された前記硫化メチルを回収する回収装置を備える。
【００２４】
また、硝酸で処理された多孔性シリカ又は活性炭を含む吸着剤によって、前記有機物含有排水から分離された前記硫化メチルを回収する吸着装置を備えてもよい。
【００２５】
また、ジメチルスルホキシド又はパラフィン系炭化水素を前記硫化メチルが吸着した前記吸着剤に接触させることにより硫化メチル含有溶液を回収する吸着装置を備えてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のＤＭＳＯ含有排水処理方法及び処理装置によると、ＤＭＳＯ含有排水から精製されたＤＭＳの回収が可能であり、ＤＭＳの分解による臭気性のガスの発生を抑制し、また嫌気性処理槽と、好気性処理槽と、を備えることにより、ＤＭＳＯ以外の有機物含有排水の処理をも行える処理方法として優れた効果を奏する。また、嫌気性処理槽においてＤＭＳがほぼ除去されるため、好気性処理槽における曝気エネルギーの削減及び発生する余剰汚泥の削減を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明のＤＭＳＯ含有水の処理装置及び処理方法の実施形態について説明する。本発明のＤＭＳＯ含有水の処理装置及び処理方法は、以下の実施形態に限定されるわけではない。
【００２８】
（実施形態１）
図２は、本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯ含有水の処理装置１００の概略構成図である。本実施形態１に係る本発明のＤＭＳＯ含有水排水の処理装置１００は、嫌気性処理槽である分解混合槽１０１、好気性処理槽１１１、固液分離槽１２１、ＤＭＳ回収装置１３１からなる。
【００２９】
分解混合槽１０１は散気管１０３を有している。また、分解混合槽１０１には、ＤＭＳＯ含有排水を供給する配管１４１と、配管１４２、１４５ａおよび１４６とが接続されている。
【００３０】
好気性処理槽１１１は散気管１１３を有している。また、好気性処理槽１１１には、配管１４２、１４３及び１４５ｂが接続されている。
【００３１】
固液分離槽１２１には、配管１４３、１４４及び１４５が接続されている。
【００３２】
ＤＭＳ回収装置１３１には、配管１４６、１４７及び１４８が接続されている。
【００３３】
以下、本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯ含有水の処理装置１００の詳細を説明する。
【００３４】
配管１４１よりＤＭＳＯを含む有機物含有排水を分解混合槽１０１に送給し、好気性菌および通性嫌気性菌、又は好気性菌もしくは通性嫌気性菌と混合する。混合方法としては、例えば、酸素を含まないガスでの攪拌または機械攪拌などある。
【００３５】
前記酸素を含まないガスとしては、例えば、窒素ガスやアルゴンガスなどがある。本発明の一実施形態では、窒素ガスを用いた攪拌を行っているが、何らこれらに限定されるものではない。
【００３６】
好気性菌もしくは通性嫌気性菌存在下で、ＤＭＳＯは分解混合槽１０１内で、嫌気的生物処理され、ＤＭＳに分解される。このとき、ＤＭＳＯからＤＭＳへの還元反応は、排水中の有機物が水素の供給源となり、速やかに進行するものと考えられる。
【００３７】
このとき、例えば有機物としてエタノールを用いた場合には、化学反応式（１）と（２）の反応が起きたものと考えられる。
【化１】
2010017671.tif 000003
・・・（１）
【化２】
2010017671.tif 000004
・・・（２）
【００３８】
生成したＤＭＳは、散気管１０３から供給されるガスとの接触により気化し、配管１４６を通して、ＤＭＳ回収装置１３１に回収される。このとき、ＤＭＳを含む有機物含有排水を分解混合槽１０１内で散水してもよい。
【００３９】
また、生成したＤＭＳの気相への分離方法として、前記ガスとの接触方法以外に、例えば、真空ポンプなどの減圧手段を用いて分解混合槽１０１内を減圧することにより、ＤＭＳを含む有機物含有排水からＤＭＳを気相に移行させて分離する方法を用いてもよい。
【００４０】
ＤＭＳの回収装置としては、例えば、熱交換器もしくは吸着塔などがある。熱交換器を用いる場合は、ＤＭＳの沸点（３７．５℃）以下に冷却することにより液化され、配管１４８より回収される。本発明の一実施形態に係る吸着塔に充填する吸着剤としては、例えば、硝酸で処理された多孔性シリカ又は活性炭などがある。本発明のＤＭＳの回収方法は、何らこれらに限定されるものではない。
【００４１】
吸着塔を用いた吸着法によりＤＭＳを回収する場合は、適当な溶媒を溶離液として配管１４７よりＤＭＳ回収装置１３１に導入し、ＤＭＳを吸着剤から溶離し、配管１４８より回収する。ＤＭＳは吸着および溶離の工程を経ることにより濃縮され、精製されることになる。
【００４２】
吸着塔を用いてＤＭＳを溶離するための溶媒としては、例えば、ＤＭＳＯ又はパラフィン系炭化水素などがある。本発明の一実施形態のＤＭＳを溶離するための溶媒としては、特にＤＭＳＯが好ましいが、何らこれらに限定されるものではない。
【００４３】
ＤＭＳ回収装置１３１により回収されたＤＭＳ含有溶液は、ＤＭＳＯ製造メーカに引き渡すか、回収されたＤＭＳを原料としてＤＭＳＯを合成することができる。ＤＭＳＯで溶離して回収されたＤＭＳ含有溶液に、触媒として窒素酸化物を添加することにより、ＤＭＳからＤＭＳＯを合成することができる（Ｇ．  Ａ．  Ｗｅｔｔｅｒｈｏｌｍ  ａｎｄ  Ｋ．  Ｒ．  Ｆｏｓｓａｎ，  Ｕ．Ｓ．  Ｐａｔ．２，７０２，８２４  Ｆｅｂ．２２  １９５５）。また、前記ＤＭＳＯ合成方法を用いた装置を、本発明の一実施形態に係るＤＭＳ回収装置１３１に接続してもよい。
【００４４】
ＤＭＳが分離された前記有機物含有排水は配管１４２を通して、好気性処理槽１１１に送液される。送液された有機物含有排水は散気管１１３により曝気され、残留する有機物が好気性活性汚泥で好気的に生物処理される。残存する有機物としては、主に嫌気的生物処理で水素供給源として使われた有機物であり、その他に気化しなかったＤＭＳ等もある。
【００４５】
好気性処理槽としては、例えば、活性汚泥の完全混合方式もしくは、槽内部に充填剤を設置した接触曝気方式などがある。また、好気性処理槽は、１槽もしくは、複数の層を直列に連結したものであってもよい。
【００４６】
好気性処理槽１１１において好気的生物処理された有機物含有排水は、配管１４３を通して固液分離槽１２１に送液され、固液分離される。固液分離槽としては、例えば、沈殿槽や脱水機などがある。本発明の一実施形態においては、特に沈殿槽を用いることが好ましい。
【００４７】
固液分離槽１２１において固液分離された上澄水は、処理水として配管１４４より系外へ排出される。また、固液分離された汚泥は配管１４５を経て抜き出され、配管１４５ａを通して分解混合槽１０１へ返送され、配管１４５ｂを通して好気性処理槽１１１へ返送される。返送された汚泥は、再び嫌気的生物処理及び好気的生物処理が行われる。また必要に応じて、固液分離された汚泥の一部は系外へ排出される。
【００４８】
返送された汚泥は、好気性処理槽１１１において好気的に処理されているため、硫酸還元菌などの絶対嫌気性細菌は混入していない。このため、分解混合槽１０１においては、硫酸還元菌などの混入に起因する、ＤＭＳの分解中間物であるメチルメルカプタンや硫化水素などの臭気性ガスの発生を回避することができる。
【００４９】
以上説明したとおり、本実施形態に係る本発明のＤＭＳＯ含有排水処理装置及び処理方法では、精製されたＤＭＳが回収可能であり、ＤＭＳの分解による臭気性のガスの発生を抑制し、また嫌気性処理槽と、好気性処理槽と、を備えることにより、ＤＭＳＯ以外の有機物含有排水の処理をも行える処理方法として優れた効果を奏する。また、嫌気性処理槽においてＤＭＳがほぼ除去されるため、好気性処理槽における曝気エネルギーの削減及び発生する余剰汚泥の削減にもつながる、優れたＤＭＳＯ含有排水の処理装置及び処理方法である。
【００５０】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２に係るＤＭＳＯ含有水の処理装置２００の概略構成図である。本実施形態２に係る本発明のＤＭＳＯ含有水排水の処理装置２００は、嫌気性処理槽である分解混合槽２０１、好気性処理槽１１１、固液分離槽１２１、ＤＭＳ回収装置１３１および気液分離槽２１１を有している。なお、実施形態１における構成と同様の構成については、同じ符号を用いて説明する。
【００５１】
分解混合槽２０１には、ＤＭＳＯ含有排水を供給する配管２２１と、配管２２２及び１４５ａとが接続されている。
【００５２】
気液分離槽２１１は散水管２１３および散気管２１５を有している。また、気液分離槽２１１には、配管２２２、２２３及び２２４が接続されている。
【００５３】
好気性処理槽１１１は散気管１１３を有している。また、好気性処理槽１１１には、配管２２３と、１４３及び１４５ｂとが接続されている。
【００５４】
固液分離槽１２１には、配管１４３、１４４及び１４５が接続されている。
【００５５】
ＤＭＳ回収装置１３１には、配管２２４、１４７及び１４８が接続されている。
【００５６】
以下、本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯ含有水の処理装置２００の詳細を説明する。
【００５７】
配管２２１よりＤＭＳＯを含む有機物含有排水を分解混合槽２０１に送給し、好気性菌および通性嫌気性菌、又は好気性菌もしくは通性嫌気性菌と混合する。混合方法としては、上述の実施形態１で説明した方法があり、本実施形態に係る本発明の混合方法はいずれを用いてもよい。
【００５８】
好気性菌もしくは通性嫌気性菌存在下の分解混合槽２０１内で、有機物は嫌気的生物処理され、ＤＭＳＯはＤＭＳに分解される。生成されたＤＭＳを含む有機物含有排水は、配管２２２を通して、気液分離槽２１１へ送液される。
【００５９】
気液分離槽２０１では、例えば、真空ポンプなどの減圧手段を用いて気液分離槽内を減圧することにより、送液されたＤＭＳを含む有機物含有排水からＤＭＳを気相に移行させて分離する方法や、送液されたＤＭＳを含む有機物含有排水を、散水管２１３から散水させ、散気管２１５から供給される酸素を含まないガスとの接触により、ＤＭＳを気化させる方法などが用いられる。気化したＤＭＳは、配管２２４を通して、ＤＭＳ回収装置１３１に回収される。本実施形態の本発明におけるＤＭＳの気液分離方法は、何らこれらに限定されるものではない。
【００６０】
前記酸素を含まないガスとしては、実施形態１で説明したように、例えば、窒素ガスやアルゴンガスなどがある。本発明の一実施形態では、窒素ガスを用いた散気を行っているが、何らこれらに限定されるものではない。
【００６１】
気化したＤＭＳは配管２２４を通して、ＤＭＳ回収装置１３１へ送られ、ＤＭＳが分離された前記有機物含有排水は配管２２３を通して、好気性処理槽１１１に送液される。これ以降のＤＭＳ回収装置１３１における処理、好気性処理槽１１１における処理、固液分離槽１２１における処理、分解混合槽２０１への汚泥返送処理及び好気性処理槽１１１への汚泥返送処理については、実施形態１に係る本発明の処理装置１００と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００６２】
以上説明したとおり、本実施形態に係る本発明のＤＭＳＯ含有排水処理装置及び処理方法では、分解混合槽とは別に気液分離槽を設けることにより、酸素を含まないガスとＤＭＳ含有排水との接触効率が高まるため、精製されたＤＭＳの効率のよい回収が可能であり、ＤＭＳの分解による臭気性のガスの発生を抑制し、また嫌気性処理槽と、好気性処理槽と、を備えることにより、ＤＭＳＯ以外の有機物含有排水の処理をも行える処理方法として優れた効果を奏する。また、嫌気性処理槽においてＤＭＳがほぼ除去されるため、好気性処理槽における曝気エネルギーの削減及び発生する余剰汚泥の削減にもつながる、優れたＤＭＳＯ含有排水の処理装置及び処理方法である。
【００６３】
（実施形態３）
図４は、本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯ含有水の処理装置３００の概略構成図である。本実施形態３に係る本発明のＤＭＳＯ含有水排水の処理装置３００は、嫌気性処理槽である分解混合槽３０１、好気性処理槽１１１、固液分離槽１２１、ＤＭＳ回収装置１３１、および分解混合槽３０１に有機物を導入するための配管３１２を含む。なお、実施形態１における構成と同様の構成については、同じ符号を用いて説明する。
【００６４】
分解混合槽３０１は散気管３０３を有している。また、分解混合槽３０１には、ＤＭＳＯ含有排水を供給する配管３１１、配管３１２、３１３、３１４及び１４５ａが接続されている。
【００６５】
好気性処理槽１１１は散気管１１３を有している。また、好気性処理槽１１１には、配管３１３、１４３及び１４５ｂが接続されている。
【００６６】
固液分離槽１２１には、配管１４３、１４４及び１４５が接続されている。
【００６７】
ＤＭＳ回収装置１３１には、配管３１４、１４７及び１４８が接続されている。
【００６８】
以下、本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯ含有水の処理装置３００の詳細を説明する。
【００６９】
配管３１１よりＤＭＳＯ含有排水を分解混合槽３０１に送給し、且つ、配管３１２よりＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物を分解混合槽３０１に導入し、好気性菌および通性嫌気性菌、又は好気性菌もしくは通性嫌気性菌と混合する。
【００７０】
ＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するために、ＤＭＳＯ含有排水と混合する有機物としては、生分解性が良好な有機物が好ましい。生分解性が良好な有機物としては、例えば、糖類やアルコール、アミン等がある。具体的には、グルコースやエタノールなどがあり、これらを分解混合槽３０１に導入するか、イソプロピルアルコールやエタノール含有洗浄排水等の有機物含有排水を分解混合槽３０１に導入することができる。本発明のＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物は、何らこれらに限定されるものではない。
【００７１】
また、本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物を分解混合槽３０１に導入する配管を、ＤＭＳＯ含有排水を分解混合槽３０１に送給する配管とは別に接続しているが、ＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物を導入する配管を、ＤＭＳＯ含有排水を分解混合槽３０１に送給する配管に接続してもよい。本発明のＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物の導入方法は、何らこれらに限定されるものではない。
【００７２】
分解混合槽３０１における、ＤＭＳＯ含有排水と、ＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物、好気性菌および通性嫌気性菌、又は好気性菌もしくは通性嫌気性菌との混合方法としては、実施形態１で説明した方法があり、本実施形態に係る本発明の混合方法としては窒素ガスを用いた攪拌を行っているが、何らこれらに限定されるものではない。
【００７３】
好気性菌もしくは通性嫌気性菌存在下で、ＤＭＳＯは分解混合槽３０１内で、嫌気的生物処理され、ＤＭＳに分解される。このとき、ＤＭＳＯからＤＭＳへの還元反応は、ＤＭＳＯ含有排水と混合された、ＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物が水素の供給源となり、上記化学反応式（１）及び（２）に示した反応により、速やかに進行するものと考えられる。
【００７４】
生成したＤＭＳは、実施形態１で説明したように、分解混合槽３０１を減圧するか、散気管３０３から供給される酸素を含まないガスと接触させることにより、ＤＭＳを気化させ、配管３１４を通して、ＤＭＳ回収装置１３１に回収する。酸素を含まないガスとの接触によりＤＭＳを気化させる場合には、ＤＭＳを含む有機物含有排水を分解混合槽３０１内で散水してもよい。
【００７５】
ＤＭＳが分離された前記有機物含有排水は配管３１３を通して、好気性処理槽１１１に送液される。これ以降のＤＭＳ回収装置１３１における処理、好気性処理槽１１１における処理、固液分離槽１２１における処理、分解混合槽３０１への汚泥返送処理及び好気性処理槽１１１への汚泥返送処理については、実施形態１に係る本発明の処理装置１００と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００７６】
以上説明したとおり、本実施形態に係る本発明のＤＭＳＯ含有排水処理装置及び処理方法では、ＤＭＳＯ含有排水と、ＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物と、を混合することによりＤＭＳＯの分解を促進するため、精製されたＤＭＳの効率のよい回収が可能であり、ＤＭＳの分解による臭気性のガスの発生を抑制し、また嫌気性処理槽と、好気性処理槽と、を備えることにより、ＤＭＳＯ以外の有機物含有排水の処理をも行える処理方法として優れた効果を奏する。また、嫌気性処理槽においてＤＭＳがほぼ除去されるため、好気性処理槽における曝気エネルギーの削減及び発生する余剰汚泥の削減にもつながる、優れたＤＭＳＯ含有排水の処理装置及び処理方法である。
【００７７】
（実施形態４）
図５は、本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯ含有水の処理装置４００の概略構成図である。本実施形態４に係る本発明のＤＭＳＯ含有水排水の処理装置４００は、嫌気性処理槽である分解混合槽４０１、好気性処理槽１１１、固液分離槽１２１、ＤＭＳ回収装置１３１および気液分離槽２１１からなり、分解混合槽４０１に有機物を導入するための配管４１２を含む。なお、実施形態１及び実施形態２における構成と同様の構成については、同じ符号を用いて説明する。
【００７８】
分解混合槽４０１は、ＤＭＳＯ含有排水を供給する配管４１１、配管４１２、４１３および１４５ａが接続されている。
【００７９】
気液分離槽２１１は散水管２１３および散気管２１５を有している。また、気液分離槽２１１には、配管４１３、２２３及び２２４が接続されている。
【００８０】
好気性処理槽１１１は散気管１１３を有している。また、好気性処理槽１１１には、配管２２３、１４３及び１４５ｂが接続されている。
【００８１】
固液分離槽１２１には、配管１４３、１４４及び１４５が接続されている。
【００８２】
ＤＭＳ回収装置１３１には、配管２２４、１４７及び１４８が接続されている。
【００８３】
以下、本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯ含有水の処理装置４００の詳細を説明する。
【００８４】
配管４１１よりＤＭＳＯ含有排水を分解混合槽４０１に送給し、且つ、配管４１２よりＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物を分解混合槽４０１に導入し、好気性菌および通性嫌気性菌、又は好気性菌もしくは通性嫌気性菌と混合する。
【００８５】
ＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するために、ＤＭＳＯ含有排水と混合する有機物としては、実施形態３で説明したように、生分解性が良好な有機物が好ましい。
【００８６】
また、本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物を分解混合槽４０１に導入する配管４１２の接続方法は、実施形態３で説明したように、ＤＭＳＯ含有排水を分解混合槽４０１に送給する配管４１１とは別に接続しているが、ＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物を導入する配管４１２を、ＤＭＳＯ含有排水を分解混合槽４０１に送給する配管４１１に接続してもよい。本発明のＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物の導入方法は、何らこれらに限定されるものではない。
【００８７】
分解混合槽４０１における、ＤＭＳＯ含有排水と、ＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物、好気性菌および通性嫌気性菌、又は好気性菌もしくは通性嫌気性菌との混合方法としては、上述の実施形態１で説明した方法があり、本実施形態に係る本発明の混合方法はいずれを用いてもよい。
【００８８】
好気性菌もしくは通性嫌気性菌存在下で、ＤＭＳＯは分解混合槽４０１内で、嫌気的生物処理され、ＤＭＳに分解される。このとき、ＤＭＳＯからＤＭＳへの還元反応は、ＤＭＳＯ含有排水と混合された、ＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物が水素の供給源となり、上記化学反応式（１）及び（２）に示した反応により、速やかに進行するものと考えられる。
【００８９】
分解されたＤＭＳを含む有機物含有排水は、配管４１３を通して、気液分離槽２１１へ送水される。これ以降の気液分離槽２１１における処理、ＤＭＳ回収装置１３１における処理、好気性処理槽１１１における処理、固液分離槽１２１における処理、分解混合槽４０１への汚泥返送処理及び好気性処理槽１１１への汚泥返送処理については、実施形態２に係る本発明の処理装置２００と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００９０】
以上説明したとおり、本実施形態に係る本発明のＤＭＳＯ含有排水処理装置および処理方法では、ＤＭＳＯ含有排水と、ＤＭＳＯの嫌気的生物処理を促進するための有機物と、を混合することによりＤＭＳＯの分解が促進される効果と、分解混合槽とは別に気液分離槽を設けることにより、酸素を含まないガスとＤＭＳ含有排水との接触効率が高まる効果と、を有すため、精製されたＤＭＳの効率のよい回収が可能であり、ＤＭＳの分解による臭気性のガスの発生を抑制し、また嫌気性処理槽と、好気性処理槽と、を備えることにより、ＤＭＳＯ以外の有機物含有排水の処理をも行える処理方法として優れた効果を奏する。また、嫌気性処理槽においてＤＭＳがほぼ除去されるため、好気性処理槽における曝気エネルギーの削減及び発生する余剰汚泥の削減にもつながる、優れたＤＭＳＯ含有排水の処理装置及び処理方法である。
【００９１】
（実施例）
以下、本発明の実施形態１の処理方法に従い、ＤＭＳＯ含有排水の処理を行なった実施例について詳細に説明する。
【００９２】
表１は、本発明の一実施形態に係る実施例と、その比較例におけるとの、各処理槽の運転条件及び、分析結果を示した表である。
【表１】
2010017671.tif 000005
【００９３】
ＴＯＣ換算で３００ｍｇ／Ｌに溶解したＤＭＳＯ液に、有機物として２−アミノエタノール（ＭＥＡ）を添加・混合し、ＤＭＳＯ含有合成排水全体のＴＯＣ濃度が５００ｍｇ／Ｌとなるよう調製した。また、ＤＭＳＯ含有合成排水をｐＨ７となるよう、リン酸緩衝液で調製した。
【００９４】
調製したＤＭＳＯ含有合成排水を、１ＬのＤＭＳＯ分解混合槽１０１に導入し、水温３０℃で都市下水処理場の余剰汚泥と混合することにより、嫌気的生物処理を行った。本発明に係る本実施例では、ＤＭＳＯ分解混合槽１０１が小型であるため、窒素ガスを用いた曝気により、ＤＭＳＯ含有合成排水を混合した。
【００９５】
気化したＤＭＳを含む排出ガスを、シリカを充填したＤＭＳ回収装置１３１に導入し、ＤＭＳを吸着剤であるシリカに吸着させた。シリカに吸着したＤＭＳは、溶離液としてイソオクタンを用いて、シリカから溶離させ、回収した。
【００９６】
回収した溶離液を分析した結果、溶離液中にはＤＭＳが約２％含まれ、ＤＭＳＯ分解混合槽１０１において、ＤＭＳＯからＤＭＳへの転換反応が起きたことが認められた。また、溶離液からは他の不純物は検出されなかった。
【００９７】
嫌気的生物処理した合成排水は、２Ｌの好気性処理槽１１１に送水し、都市下水処理場の余剰汚泥を活性汚泥として用いて曝気することにより、好気的に生物処理した。好気的生物処理後の処理水及び排ガスを回収した。
【００９８】
回収された処理水及び排ガスを分析した結果、ＤＭＳＯ分解混合槽出口でのＤＭＳ濃度、および好気性活性汚泥の処理水中の残留ＤＭＳ濃度は、表１に示すとおり検出下限値以下であった。また、好気性処理槽からの排ガス中のＤＭＳ濃度も０．１ｐｐｍ以下と著しく低かった。
【００９９】
（比較例）
比較例は、ＤＭＳＯ分解混合槽を用いずに、５リットル容の好気性処理槽（曝気槽）を１槽のみ用い、表１に示すＴＯＣ負荷量及び水温にて処理を行なったこと以外は、前記実施例と同様の条件化で処理を行なった。
【０１００】
回収した排ガス及び処理水の分析を行った結果、前記表１に示したとおり、処理水中からは７〜２０ｍｇ／Ｌの残留ＤＭＳが検出された。また、好気性処理槽の排ガス中の残留ＤＭＳ濃度も１０〜６０ｐｐｐｍと高濃度であり、ＤＭＳ分解中間物に起因する臭気が激しかった。
【０１０１】
以上説明したとおり、本実施形態に係る本発明のＤＭＳＯ含有排水処理方法では、ＤＭＳの精製および回収が可能であり、ＤＭＳの分解による臭気性のガスの発生を抑制し、また嫌気性処理槽と、好気性処理槽と、を備えることにより、ＤＭＳＯ以外の有機物含有排水の処理をも行える処理方法として優れた効果を奏する。また、嫌気性処理槽においてＤＭＳがほぼ除去されるため、好気性処理槽における曝気エネルギーの削減及び発生する余剰汚泥の削減にもつながる、優れたＤＭＳＯ含有排水の処理装置及び処理方法である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】ＤＭＳＯの生分解経路を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯ含有水の処理方法１００の系統図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯ含有水の処理方法２００の系統図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯ含有水の処理方法３００の系統図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るＤＭＳＯ含有水の処理方法４００の系統図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００    実施形態１の排水処理装置
１０１    分解混合槽
１０３    散気管
１１１    好気性処理槽
１１３    散気管
１２１    固液分離槽
１３１    ＤＭＳ回収装置
１４１    配管
１４２    配管
１４３    配管
１４４    配管
１４５    配管
１４５ａ  配管
１４５ｂ  配管
１４６    配管
１４７    配管
１４８    配管
２００    実施形態２の排水処理装置
２０１    分解混合槽
２１１    気液分離槽
２１３    散水管
２１５    散気管
２２１    配管
２２２    配管
２２３    配管
２２４    配管
３００    実施形態３の排水処理装置
３０１    分解混合槽
３０３    散気管
３１１    配管
３１２    配管
３１３    配管
３１４    配管
４００    実施形態４の排水処理装置
４０１    分解混合槽
４０１    配管
４１２    配管
４１３    配管
【図１】
2010017671.tif 000006
【図２】
2010017671.tif 000007
【図３】
2010017671.tif 000008
【図４】
2010017671.tif 000009
【図５】
2010017671.tif 000010